JPH07330649A - ジイソプロピルエーテルの製造方法 - Google Patents

ジイソプロピルエーテルの製造方法

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JPH07330649A
JPH07330649A JP15042294A JP15042294A JPH07330649A JP H07330649 A JPH07330649 A JP H07330649A JP 15042294 A JP15042294 A JP 15042294A JP 15042294 A JP15042294 A JP 15042294A JP H07330649 A JPH07330649 A JP H07330649A
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JP
Japan
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reaction
water
propylene
amount
catalyst
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JP15042294A
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Nobuo Yokoyama
信雄 横山
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Eneos Corp
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Nippon Oil Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 イソプロピルアルコールと水からジイソプロ
ピルエーテルを製造する方法の提供。 【構成】 水とヘテロポリ酸の存在下に、プロピレンが
液相に保持される条件で、イソプロピルアルコールにプ
ロピレンを温度80〜200 ℃で接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はジイソプロピルエーテル
の製造法に関し、詳しくはイソプロピルアルコールとプ
ロピレンからジイソプロピルエーテルを高収率で製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ジイソプロピルエーテル(別名:イソプ
ロピルエーテル)は、食品、薬品、化粧品の分野で特殊
溶剤として利用される重要なファインケミカルであり、
近年においては自動車燃料への配合剤としても注目され
ている。ジイソプロピルエーテルの製造方法としては、
例えば、陽イオン交換樹脂を触媒に使用して、イソプロ
ピルアルコールとプロピレンを反応させる方法が知られ
ている(特公昭57−5769号)。しかし、この方法は、陽
イオン交換樹脂の耐熱性が低く、しかも、樹脂からスル
ホン基などの離脱した場合には、触媒活性が低下するば
かりでなく、酸性物質が反応生成物であるジイソプロピ
ルエーテルに混入してしまう問題がある。ジイソプロピ
ルエーテル製造の別法として、水とプロピレンとをゼオ
ライト触媒の存在下に反応させる方法も知られているが
(特開平1−213248号)、この方法は反応に高温高圧を
要する点で問題がある。
【0003】一方、ヘテロポリ酸は合成反応触媒として
多くの分野で適用されており、例えば、特公昭49−3620
3 号公報には、プロピレンの直接水和によるイロプロピ
ルアルコールの合成法が開示されている。このプロピレ
ン直接水和法では、反応系内に、水蒸気とイソプロピル
アルコールとプロピレンが、触媒であるヘテロポリ酸と
共存するが、反応条件にイソプロピルアルコールの生成
に有利な圧力100kg/cm2 以上、温度150 ℃以上が選ばれ
ている関係で、化学平衡上ジイソプロピルエーテルは実
質的に生成しない。また、米国特許第4,175,210 号に
は、ヘテロポリ酸を担体に担持させた固体触媒を使用す
るエーテルの製造法が教示されているが、この方法はヘ
テロポリ酸が担体から外れて触媒が比較的短時間で失活
してしまう欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ヘテロポリ
酸を触媒に使用する均一系液相反応によって、イソプロ
ピルアルコールとプロピレンとから、高収率でジイソプ
ロピルエーテルを製造する方法を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るジイソプロ
ピルエーテルの製造法は、水とヘテロポリ酸の存在下
に、プロピレンが液相に保持される条件で、イソプロピ
ルアルコールにプロピレンを温度80〜200 ℃で接触させ
ることを特徴とする。上記の条件で、イソプロピルアル
コールとプロピレンを接触させると、付加反応によって
ジイソプロピルエーテルが生成されるが、この反応は可
逆反応であって、反応系内の成分の濃度、温度、圧力等
で決定される平衡が成立する。つまり、採用可能な如何
なる反応条件を採用しても、反応物を100 %反応させる
ことができないので、本発明方法の実施には、循環操作
を採用し、ジイソプロピルエーテルの総括収率の向上を
図ることを可とする。
【0006】反応系内に於けるイソプロピルアルコール
対プロピレンとのモル比は、0.95〜6、好ましくは1.5
〜4.5 の範囲にされ、反応温度は、80〜200 ℃、好まし
くは100 〜190 ℃、さらに好ましくは110 〜170 ℃の範
囲にある。ちなみに、80℃未満では反応を充分に進める
ことができず、200 ℃を越える場合には反応系の全圧が
高くなる関係で、反応装置設計が困難になる。反応系内
に存在するヘテロポリ酸の量は、反応条件下で液相に保
持される液相の3〜50重量%、好ましくは5〜30重量%
の範囲に保持される。3重量%未満では、触媒としての
働きが不充分であり、50重量%を越えると、反応系の粘
度が上昇し、触媒と反応物とを充分に接触させることが
できない。
【0007】本発明では反応系に水が存在することが必
要であるが、その量は反応条件下で液相に保持される全
成分の0.2 〜50重量%、好ましく0.5 〜30重量%の範囲
に維持されることが肝要である。水の存在量が、0,2 重
量%未満である場合も、また50重量%を越える場合も、
反応の進行が阻害されるからである。ここで、「反応条
件下で液相に保持される全成分」とは、イソプロピルア
ルコールとプロピレンと水(ヘテロポリ酸の結晶水を含
む)と、生成物であるジイソプロピルエーテルの4成分
を意味する。
【0008】本発明の付加反応には平衡関係があり、平
衡値は正確には知られていないものの、上記した範囲内
で反応温度は高い程、系内に存在する水の量は多い程、
平衡関係はジイソプロピルエーテルの生成に不利である
ことが知られている。しかし、ヘテロポリ酸を触媒とす
る本発明の液相反応では、系内に水が皆無でも、また、
先に説明した量以上の水が存在した場合でも、ヘテロポ
リ酸の触媒活性が低下する。その理由は必ずしも明確で
ないが、ヘテロポリ酸がその触媒作用を発揮するために
は、結晶水程度の量の水が、ヘテロポリ酸に配位してい
なければならないが、余りに過剰の水が共存する場合に
は、ヘテロポリ酸に多量の水が配位して、反応物である
イソプロピルアルコール及びプロピレンと、ヘテロポリ
酸との接触が妨害されるためであると推定される。
【0009】本発明で触媒として使用されるヘテロポリ
酸は、2種以上の無機酸が縮合して生成されるポリ酸の
うちで、2種以上の金属を含有する酸を指し、下記の一
般式で示される。 H(80-m-12n)[XY1240] ここで、Xはヘテロ原子と呼ばれ、その具体例には、
P、As、Si、Geを挙げることができる。Yはポリ
原子と呼ばれ、その具体例としては、Mo、W、Nb、
Vなどの遷移金属が挙げられる。m、nはそれぞれX、
Yの価数である。ヘテロ原子としては、P、Siが好ま
しく、ポリ原子としては、Mo、Wが好ましい。本発明
では、シリカタングステン酸又はリンモリブデン酸が、
触媒として好ましく用いられる。
【0010】流通循環操作で反応帯域から取り出される
反応混合物は、常法通り処理することができ、反応混合
物から回収される未反応イソプロピルアルコール及びプ
ロピレンは、再度反応帯域に循環することができる。目
的生成物であるジイソプロピルエーテルは、例えば蒸留
などの任意の手段で、上記の反応混合物から容易に分離
取得することができる。
【0011】
【発明の効果】本発明のジイソプロピルエーテルの製造
法は、触媒であるヘテロポリ酸が反応物中に溶解した均
一系液相反応を採用しているため、担持型触媒を使用し
た場合の如く、触媒成分が担体から外れてしまう心配が
ない。また、本発明の方法では、単流転化率は低いもの
の、未反応のイソプロピルアルコール及びプロピレン
は、これを反応混合物から回収して反応帯域に再循環で
きるため、これによって目的物であるジイソプロピルエ
ーテルの総括収率を容易に向上させることができる。そ
して、反応混合物から触媒、水及び未反応原料を分離す
れば、高純度のジイソプロピルエーテルを得ることがで
きる。さらに、本発明の方法では、反応系に水の存在が
許容されるので、原料に含水イソプロピルアルコールを
使用できる利点もある。
【0012】
【実施例】以下に本発明を具体的に説明するために実施
例を示すが、本発明はこの実施例の範囲内に制約される
ものではない。 実施例1 市販試薬であるイソプロピルアルコール(IPA)100c
c に、市販試薬のシリカタングステン酸(ヘテロポリ
酸、以後Si/Wと記す)を10g 添加し、完全に溶解し
た。尚、上記のヘテロポリ酸は、SiO2 ・12WO3
・26H2 Oなる化学式で示される。こうして調製され
た溶液の含水量の実測値は、1.6 重量%であった。この
溶液2.1cc (IPA含有量2cc [1.57 g、26.2m.mol
])を、小型耐圧密閉容器に充填し、液体窒素で冷却
した後、内部を真空脱気し、次いでプロピレン(PP)
を液化充填した。充填量は4.37g (104.1m.mol)であっ
た。この容器を120 ℃の油浴中で4時間振り動かして内
容物を反応させた。しかる後、容器を冷却し、容器内の
反応混合物を一定量のエタノールで小フラスコに洗い移
した。得られた混合液から全揮発成分を70℃、100 mmHg
の条件で留出させ、その揮発成分をガスクロ分析し、エ
タノールとのピーク比から各成分を定量した。結果を表
1に示す。表1に示す結果から、反応生成物に含まれる
ジイソプロピルエーテル(DIPE)とIPAのモル
比、DIPE/IPAは3.54であることが分かる。 実施例2〜4 反応条件を変えた以外は実施例1と同様の手法で、IP
AとPPとの反応を行い、表1に示す結果を得た。反応
系内の水分量が少ない実施例3では、DIPEの生成量
が多少減少するものの、実施例2〜4の反応条件でも、
DIPEが生成されることは分かる。 実施例5 触媒に使用するヘテロポリ酸を、市販試薬のリンモリブ
デン酸(以後P/Moと記す)に代えた以外は、実施例
1と同様にしてIPAとPPとの反応を行った。反応条
件及び反応結果を表1に示す。尚、本実施例で使用した
ヘテロポリ酸の組成式は、 P2 5 ・24MoO3 ・xH2 O であり、xの値は実測の結果、69.25 であった。 実施例6 実施例1で使用した市販試薬IPAと市販試薬シリカタ
ングステン酸と純水とを混合して、水分量10重量%、ヘ
テロポリ酸(無水)量10重量%の均一溶液を得た。この
溶液2g (IPA含有量26.6m.mol )を、小型耐圧密閉
容器に充填し、液体窒素で冷却した後、内部を真空脱気
し、次いでプロピレン(PP)を液化充填した。充填量
は4.37g (104.1m.mol)であった。この容器を150 ℃の
油浴中で3時間振り動かして内容物を反応させた。しか
る後、反応生成物を実施例1と同じ方法で処理し、表1
に示す結果を得た。この実験結果から、反応系に相当量
の水が存在しても、DIPEの生成に支障がないことが
分かる。 実施例7〜9 反応条件を変えた以外は実施例6と同じ手法で、IPA
とPPとの反応を行い、表1に示す結果を得た。 実施例10 触媒に使用するヘテロポリ酸を、市販試薬のリンモリブ
デン酸(以後P/Moと記す)に代えた以外は、実施例
6と同様にしてIPAとPPとの反応を行った。反応条
件及び反応結果を表1に示す。
【0013】比較例1 触媒に使用するヘテロポリ酸を、市販試薬リンタングス
テン酸(以後P/Wと記す)に代えて実施例1と同様な
IPAとPPとの反応を行った。反応条件と反応結果を
表1に示す。表1に示す通り、反応条件が類似する実施
例1及び5に比較して、DIPEの生成率が少ない。 比較例2〜3 DIPE製造用触媒として公知のAL−15(陽イオン交
換樹脂アンバーリスト15[AMBERLYST−15]、
米国ロームアンドハース社製)を、比較例2では0.1g
、比較例3では0.2g それぞれIPA中に分散させて
実施例1と同様な反応を行った。反応条件及び反応結果
を表1に示すが、これから明らかな通り、陽イオン交換
樹脂触媒は、使用量を2倍に増大させても、DIPEの
生成量はそれほど増加しない。 比較例4 実施例1と同様に、市販試薬であるIPA100cc に、市
販試薬のシリカタングステン酸10g を溶解して調製した
含水量1.6 重量%の溶液を、乾燥脱水したモレキュラー
シーブ−5Aで脱水し、実測水分量 700 wt ppm の溶液
を得た。この溶液を使用して実施例1と同様な反応を行
った。反応条件と反応結果を表1に示す。本比較例は、
反応系の水分量が一定量以下であると、DIPEの生成
量が低下することを示している。 比較例5 実施例5と同様に、市販試薬IPAと市販試薬シリカタ
ングステン酸と純水とを混合して得た水分量10重量%、
ヘテロポリ酸(無水)量10重量%の均一溶液を、比較例
4と同様にモレキュラーシーブ−5Aで脱水し、この脱
水溶液を使用した実施例5と同様な反応を行った。反応
条件と反応結果を表1に示す。P/Mo系触媒を使用す
る場合も、Si/W系触媒と同様、反応系の水分量が一
定量以下であると、DIPEの生成量が低下する。 比較例6〜7 比較例6では、市販試薬IPAに純水と触媒Si/W
を、比較例7では、市販試薬IPAに純水と触媒P/M
oを加え、水分量がそれぞれ70重量%である溶液を調
製し、この溶液を用いて実施例1と同様な反応を行っ
た。結果を表1に示す。比較例6,7とも、反応系に存
在する水の量が過剰であるため、DIPEは実質上生成
しなかった。 比較例8 DIPE製造用触媒として公知のZEO−B(ゼオライ
ト−β、特開平1−213248号公報参照)0.2gを、IPA
/水混合溶液0.18g 中に分散させ、実施例8とほぼ同じ
条件で反応を行った。結果を表1に示す。実施例8との
対比から、重量基準で同じ触媒使用量では、Si/W触
媒の方がゼオライト−βより高活性であることが分か
る。
【表1】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水とヘテロポリ酸の存在下に、プロピレ
    ンが液相に保持される条件で、イソプロピルアルコール
    にプロピレンを温度80〜200 ℃で接触させることを特徴
    とするジイソプロピルエーテルの製造方法。
  2. 【請求項2】 反応系内の水の存在量が、全液相成分の
    0.2 〜50重量%であることを特徴とする請求項1記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 反応系内に存在するヘテロポリ酸の量
    が、全液相成分の3〜50重量%であることを特徴とする
    請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 ヘテロポリ酸がシリカタングステン酸お
    よび/またはリンモリブデン酸であることを特徴とする
    請求項1記載の方法。
JP15042294A 1994-06-08 1994-06-08 ジイソプロピルエーテルの製造方法 Pending JPH07330649A (ja)

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